Турбулентный глушитель выстрела
Изобретение относится к огнестрельному оружию и может быть использовано для глушения шума, изменения характера и интенсивности демаскирующих факторов выстрела. Турбулентный глушитель выстрела содержит корпус, выполненный в виде полого цилиндра с жестко закрепленными к внутренней стенке диаметральными лепестковыми перегородками, не пересекающими траекторию прохождения пули, перпендикулярными центральной оси глушителя, разбивающими объем на отсеки. Форма лепестковых перегородок выполнена в виде лопастей, скрученных вдоль их длины от периферии к центру так, что пороховые газы в момент выхода из дульного среза ствола, поступая на крученые секторные перегородки, касательно обтекают их под разным углом атаки, закручивая поступательное движение газов в вихревое турбулентное. Изобретение обеспечивает уменьшение звука выстрела за счет направленной турбулизации и завихрения пороховых газов внутри корпуса глушителя. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к огнестрельному оружию и может быть использовано для глушения шума, изменения характера и интенсивности демаскирующих факторов выстрела. Глушитель содержит корпус, выполненный в виде полого цилиндра с жестко закрепленными к внутренней стенке диаметральными лепестковыми перегородками, перпендикулярными центральной оси глушителя, причем форма лепестковых перегородок выполнена в виде плоских лопастей, скрученных вдоль их длины от периферии к центру. Сущность изобретения заключается в том, что пороховые газы в момент выхода из дульного среза ствола поступают на закрученные лепестковые перегородки, где преобразуется поступательное движение газов в вихревое турбулентное. Завихренный газ интенсивно теряет свою скорость и температуру со снижением давления. Предложенное решение позволяет повысить эффективность глушителя и увеличить его ресурс.
Описание изобретения
Изобретение относится к огнестрельному оружию и может быть использовано для глушения шума выстрела автоматического оружия.
Причиной резкого и сильного звука являются образующиеся при выстреле пороховые газы, точнее - их высокая температура и давление в канале ствола и высокая скорость на его дульном срезе. Для современного стрелкового оружия величина давления составляет около 200 кг/кв. см, температуры - около 1000 градусов С. У дульного среза ствола происходит быстрое расширение газов, которое и сопровождается столь характерным звуком с уровнем 100-125 дБ.
Итак, глушитель должен обеспечить:
- уменьшение температуры исходящих из ствола газов;
- предоставление исходящим газам объем;
- разделение газа на потоки (псевдоуменьшение массы);
- снижение скорости газов.
Известны глушители:
- Надульные (камерного, многокамерного типа)
- Интегральные (в составе ствола)
- Замкнутого типа (русский шепот)
Описываемое изобретение относится к надульным глушителям камерного типа. Основной задачей надульного глушителя является функции гашения дульной волны, т.е. снижение скорости и давление пороховых газов перед их выходом в атмосферу до 1,9 кг/см2, а температуры - до 15-30°С.
Известен надульный глушитель и пламегаситель для огнестрельного оружия (заявка № 0107278, МКИ F41С 21/18, F41F 17/12, публикация 02.05.84, патент США № 403445 от 30.07.82), имеющий наружный корпус и внутреннюю полую трубку с радиальными каналами для отвода пороховых газов, а полость между внутренней трубкой и наружным корпусом заполнена сеткой. Глушитель такого типа установлен на 5,6-мм пистолетах HIGH STANDART.
Известно еще одно техническое решение подобного типа. Глушитель звука состоит из наружного корпуса и расположенной внутри него полой трубки, образующей камеры сброса пороховых газов из канала ствола. Глушитель такого типа используется в оружии HECKLER KOCH (Заявка ФРГ № 2448865, кл. F41С 21/18, 1967).
Все указанные выше типы глушителей уменьшают громкость звука выстрела за счет падения давления пороховых газов из-за трения их о сетки или неорганизованной турбулизации газового потока. Известно, что турбулизация газового потока существенно увеличивает передачу тепла от газа к стенкам глушителя.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является глушитель, в котором внутренняя полость корпуса по длине разделена на отдельные отсеки поперечными переборками с центральными отверстиями по оси полости, причем объемы отсеков увеличиваются в сторону выходного отверстия, а отсеки разбиты на сектора радиальными перегородками, которые расположены в смежных отсеках в шахматном порядке, последняя переборка со стороны выхлопа выполнена в виде воронки с конусом, направленным в сторону входного отверстия (патент RU №2256865, кл. F41А 21/30, заявка 23.08.2004).
Общими существенными признаками известного устройства и заявляемого технического решения является наличие по крайней мере одной перегородки, обеспечивающей разворот потока газов в противоположном направлении.
Недостатком устройства глушителя, выбранного прототипом, является монолитная форма перегородок, отражающих газы в противоположном направлении, т.к. гашение кинетической энергии происходит в результате упругого удара и многократных отражений от перегородок в каждом отсеке, что снижает эффективность подавления звука выстрела.
Задачей настоящего изобретения является уменьшение звука выстрела за счет направленной турбулизации и завихрения пороховых газов внутри корпуса глушителя с целью:
- более быстрого заполнения всего объема,
- ускоренного теплообмена с корпусом,
- использования встречных вихревых потоков самих газов для уменьшения их кинетической энергии.
Технический результат, который может быть получен при реализации заявляемого изобретения, заключается в принудительном ускоренном заполнении и обдуве внешних стенок глушителя, встречном сталкивании завихренных потоков, разделенных щелевыми переборками с секторными кручеными лепестками, с целью ускоренного охлаждения и уменьшения кинетической энергии выхлопа.
Сущность изобретения заключается в том, что внутренняя полость корпуса глушителя по длине разделена на отдельные отсеки секторными профилированными скруткой лопастями. Лопасти секторных переборок отсеков расположены по диаметру и жестко закреплены к корпусу на расстоянии друг от друга так, что между собой имеют секторные зазоры, через которые проходят потоки завихряющегося газа. Лопасти выполнены в виде плоских лепестков со скрученным профилем из упругого теплопроводного материала. Оконечные части лепестков, сходящиеся к центру, не пересекают ось выстрела, т.е. вылетающий снаряд свободно без касаний проходит через секторные отсеки глушителя. Крайние переборки корпуса, дульная и выхлопная, имеют классические сплошные стенки с центральным отверстием для свободного прохождения снаряда.
Такая конструкция глушителя обеспечивает пониженный звук выстрела за счет объемного закручивания газового потока на секторных лопастях каждой переборки, в результате чего увеличивается динамический объем глушителя и происходит взаимное гашение разнонаправленных турбулентных потоков.
Эффективная генерация турбулентных потоков на секторных лопастях достигается тем, что особенностью изготовления каждой лопасти является ее скрутка по длине на 90°, тем самым приобретается разнонаправленный угол атаки, вызывающий встречное вращение потока дульных газов при удалении от центра. Так, например, в районе оси выстрела секторные лопасти создают вихревое закручивание газов по часовой стрелке, но уже в районе периферии у корпуса глушителя угол атаки лопасти противоположен, и закручивание происходит против часовой стрелки.
Центробежная сила формирует разряжение вдоль оси выстрела, а разница давлений перед секторной переборкой, в центре и на периферии формирует центростремительное ускорение, что в итоге формирует турбулентный вихрь типа "квазистационарный поток с осевым противотоком". На каждой последующей переборке аналогично образуется очередной турбулентный вихрь, который взаимодействует с соседними, уменьшая кинетическую энергию. Для порождаемого в глушителе вихря характерны следующие особенности, повышающие эффективное подавление звука, по сравнению с прототипом это:
- отсутствие внутренних отражений и эха,
- более мягкое заполнение объема глушителя (не ступенчатое),
- улучшенный теплообмен с корпусом,
- уменьшение тормозящего снаряд эффекта (т.к. в центре пониженное давление),
- улучшенная вентиляция,
- эффект пламягашения,
- увеличенный ресурс,
- уменьшенный вес,
- применимость в автоматическом оружии (нагрев корпуса не останавливает вихревой процесс, а усиливает принудительную вентиляцию за счет вторичного завихрения тепловых потоков),
- уменьшенная скорость выхлопных газов (т.к. время удержания и распада вихря больше в одинаковом объеме по сравнению с прототипом).
Предпочтительно, чтобы угол скрутки противоположных концов секторной лопасти составлял 90°.
В некоторых вариантах исполнения угол скрутки может быть отличным от 90°.
Предпочтительно, чтобы количество секторных лопастей было более 3-х в каждой переборке и располагалось равномерно по диаметру.
В отдельных случаях секторная лопасть может быть скручена вокруг продольной оси по часовой стрелке.
В других случаях секторная лопасть может быть скручена вокруг продольной оси против часовой стрелки.
Предпочтительно, чтобы отсеки между секторными переборками имели протяженность вдоль оси выстрела, равную внутреннему диаметру глушителя.
В некоторых случаях выполнения развертка секторной лопасти на плоскость может иметь форму прямоугольника.
В других случаях выполнения развертка на плоскость может иметь форму, отличную от прямоугольника.
Разворот секторной лопасти относительно плоскости, перпендикулярной оси выстрела, составляет 45° для оконечной приосевой части.
Различные варианты реализации допускают разворот секторной лопасти относительно плоскости перпендикулярной оси выстрела, на угол, отличный от 45°, для оконечной приосевой части.
Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с прототипом показал, что во всех случаях он отличается от известного, наиболее близкого технического решения выполнением скрученной формой секторной лопасти вокруг продольной оси таким образом, что угол наклона поперечного сечения плавно изменяется на протяжении длины. Эта скрученная форма оптимальным образом преобразует ламинарные потоки в турбулентные вихревые, эффективно гася звук выстрела и энергию газов.
Предлагаемый глушитель иллюстрируется следующими изображениями.
На фиг.1 изображен общий вид турбулентного глушителя в разрезе.
Глушитель содержит корпус 1, переборки 2 с центральными отверстиями 3, отсеки 4 разделенные секторными лопастями 5 жестко прикрепленные диаметрально на внутренней стороне корпуса 1 оконечными частями 7 вокруг оси выстрела X, дульный срез 6 по которому вдоль оси выстрела Х проходит снаряд, не задевая оконечные центральные части секторных лопастей 8.
На фиг.2 схематично изображены турбулентные потоки на одной из секторных переборок глушителя, порожденные газами выхлопа при выстреле.
В корпусе глушителя 1 через секторные лопасти переборки 5 по оси выстрела Х проходит пуля 9. За ней следует поток газа Рвх, который, занимая объем отсека 4, расширяется от центра Ц, попадает на скрученные секторные лопасти 5, совершает касательное обтекание под разным углом атаки на концевых центральных 8 и периферийных частях 7, приобретая вращательное движение Оц вокруг оси выстрела Х против часовой стрелки и Оп по часовой стрелке на периферии. При расширении газа вектор скорости, направленный по радиусу от центра, огибает скрученную лопасть 5 по направлению крутки профильной формы, придавая угловое вращение Олп. Разница градиентов давления со стороны входящего и исходящего потока в центре 8 и на периферии секторной переборки 7 удерживает вращение газов по оси тороида От с замкнутой траекторией. Взаимодействие всех вращающих моментов создает турбулентные вихри, разделяя поток на части по отсекам 4, тормозя и охлаждая газ, проходящий через канал внутренней полости корпуса 1. Удержание высокого давления на периферии оси выстрела и разряжения в центре Ц способствует потере энергии вихря и сопровождается постепенным стравливанием избыточного давления в выходной канал по мере затухания турбулентности. Наличие аэродинамических сопротивлений во внутренней полости корпуса смягчает реактивную и ударную волну газа, обеспечивает уменьшение силы отдачи оружия по сравнению с прототипом. В результате по выходу из глушителя газ имеет уменьшенную кинетическую энергию и пониженное давление, соответственно низкий звук выстрела, а оружие - малую отдачу.
ПЕРЕЧЕНЬ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (фиг.1, 2)
1. корпус глушителя
2. оконечные переборки
3. центральные отверстия для пули
4. отсек
5. секторные крученые лопасти
6. дульный срез
7. периферийная часть секторной лопасти
8. концевая центральная часть секторной лопасти
9. пуля
Х - ось выстрела
Ц - центр переборки с секторными лопастями
Рвх - входящий поток из дульного среза
Оц - направление вращения у центра
Оп - направление вращения у периферии
Олп - направление вращения вокруг секторных лопастей
От - направление вращения вокруг оси тороида.
1. Турбулентный глушитель выстрела, содержащий корпус, выполненный в виде полого цилиндра с жестко закрепленными на внутренней стенке диаметральными лепестковыми перегородками, не пересекающими траекторию прохождения пули, перпендикулярными центральной оси глушителя и разбивающими объем на отсеки, причем лепестковые перегородки выполнены в виде скрученных вдоль их длины от периферии к центру лопастей, обеспечивающих преобразование касательного обтекания под разными углами атаки выходящих из дульного среза пороховых газов в их дальнейшее поступательное закрученное движение.
2. Турбулентный глушитель по п.1, отличающийся тем, что угол скрутки оконечной центральной части секторной перегородки относительно периферийной составляет 90°.
3. Турбулентный глушитель по п.1, отличающийся тем, что угол скрутки оконечной центральной части секторной перегородки относительно периферийной составляет угол, отличный от 90°.
4. Турбулентный глушитель по п.1, отличающийся тем, что скрученные лепестковые перегородки разбивают объем на отсеки длиной по оси выстрела, равной внутреннему диаметру глушителя.
5. Турбулентный глушитель по п.1, отличающийся тем, что скрученные лепестковые перегородки разбивают объем на отсеки длиной по оси выстрела отличной от величины внутреннего диаметра глушителя.
